DE706604C

DE706604C - Process for the production of small carbon blocks for iron and steel baths

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Publication number: DE706604C
Application number: DES117634D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1935-03-22
Filing date: 1935-03-22
Publication date: 1941-05-30

Description

Verfahren zum Herstellen von kleinen Kohlungsblöcken für Eisen- und Stahlbäder Für Eisen- und Stahlbäder verwendet man Kohlungsmittel in, Form von Blöcken, die dadurch hergestellt werden, daß entgaste Kohle oder Koks ,oder Gemische dieser Stoffe -gegebenenfalls unter Zusatz von eisernen Beschwerungsstoffen - mit Bindemitteln verpreßt und dann in einem Ofen verkokt, d. h, entgast werden. Für das Entgasen solcher Preßlinge hat man gelegentlich einzelne nicht ausgenutzte Ofenkammern der für die Herstellung von Elektroden bestimmten Ringöfen herangezogen, und zwar insbesondere, soweit es sich um Blöcke kleiner Abmessungen (z. B. 50 kg Gewicht) handelte. Die Preßlinge wurden hierbei ähnlich wie kleine Elektroden in größerer Anzahl unter Einbettung in fein zerkleinerten Brennstoff (Koksgrus) in in der Ofenkammer untergebrachten geschlossenen, mit einer Abzugsöffnung versehenen gemauerten Muffeln oder Kassetten. angeordnet, während große Elektroden einzeln für sich in entsprechenden Kassetten von oben her nach Abnahme des Ofendeckels eingesetzt wurden, wobei ein zwischen dem Block und der Kassettenwandung verbleibender Spalt ebenfalls mit Koksgrus o. dgl. ausgefüllt wurde, um eine unmittelbare Berührung zwischen Block Und Kassettenwandung zu vermeiden.Process for the production of small carbon blocks for iron and steel baths For iron and steel baths, carbonizing agents are used in the form of blocks, which are produced by using degassed coal or coke, or mixtures of these substances - if necessary with the addition of iron weighting agents - with binders pressed and then coked in an oven, d. h, be degassed. For the degassing of such compacts, individual, unused furnace chambers of the ring furnaces intended for the production of electrodes have occasionally been used, in particular when the blocks are small (e.g. 50 kg weight). The compacts were produced in large numbers, like small electrodes, embedded in finely comminuted fuel (coke breeze) in closed masonry muffles or cassettes with an outlet opening in the furnace chamber. arranged, while large electrodes were inserted individually in corresponding cassettes from above after removing the furnace cover, whereby a gap remaining between the block and the cassette wall was also filled with coke breeze or the like in order to ensure direct contact between the block and the cassette wall avoid.

In ähnlicher Weise werden bei Verwendung eines Tunnel- oder Kanalofens einzelne oder zu mehreren säulenartig aufgeschichtete E1ektrodenpreßlinge in rechteckigen oder zylindrischen Retorten aus Schamotte oder in starkwandigen Eisenretorten untergebracht, die ihrerseits auf einem Wagen durch den Tunnelofen hindurchgefahren werden. Diese Retorten besitzen .einen oberen und unteren Abschluß 'und können mit besonderen Vorrichtungen für die Absaugrung der aus den Preßlingen austretenden Gase versehen. sein.Similarly, when using a tunnel or duct oven individual or several column-like stacked electrode compacts in rectangular form or cylindrical retorts made of fireclay or housed in thick-walled iron retorts, which in turn are driven through the tunnel kiln on a wagon. These Retorts have "an upper and lower end" and can be equipped with special Devices for the suction of the gases emerging from the compacts are provided. be.

Bei den bekannten, grundsätzlich für die Elektrodenherstellung bestimmten Öfen handelt es sich um teure Sonderbauarten mit indirekter Gas- oder elektrischer Beheizung, die aus wirtschaftlichen Gründen für die Massenherstellung so billiger Erzeugnisse wie Kohlungsblöcke nicht in Frage kommen.In the known ones, basically intended for the production of electrodes Ovens are expensive special designs with indirect gas or electric Heating, which for economic reasons is so cheaper for mass production Products such as carbon blocks are out of the question.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, kleine Kohlungsblöcke von fester und rißfreier Beschaffenheit in einfachen und für die Massenherstellung dieser billigen Produkte geeigneten Ofen, insbesondere Kammeröfen, herzustellen. Die Erfindung benutzt ebenfalls den, Gedanken, die Preßlinge in größerer Zahl unter Einbettung in Brennstoff in besondere Behälter einzubringen, die in die Ofenkammer eingesetzt werden.. Neu ist, daß die Blöcke in Lagen unter Einbettung in Anthrazitfeinköhle in kleine und von Hand leicht zu befördernde, oben und unten offene Behälter aus dünnem Blech von vorzugsweise zylindrischer Grundform eingebracht werden, welche ihrerseits in größerer Anzahl unter Einhaltung von Abständen senkrecht auf die Sohle eines mit unmittelbarer Seitenfetlerurft' ausgerüsteten Ofens derart aufgestellt wer-. den, daß oberhalb der Behälter genügend',, freier Raum zur Befeuerung von oben vef. bleibt. Die von der Erfindung benutzten Behälter können beispielsweise eine Höhe von 1,5 m, einen Durchmesser von i m und eine Wandstärke von 3111m besitzen. Derartige Behälter können leicht von Hand befördert werden. Das Verfahren nach der Erfindung kann in Ofen einfachster Bauart durchgeführt werden, z. B. kann man stillliegende Ziegeleiöfen lediglich durch Einbau von entsprechenden Wänden und von Seitenfeuerungen (entweder in den hopf- oder I_:ingstvändeii) nutzbar machen. Das Verfahren nach der Erfindung hat den besonderen Vorteil, daß der Verkokungsvorgang in sehr kurzer Zeit und ohne die Anwendung übermäßig hoher Temperaturen durchgeführt werden kann. So dauert die Entgasung von 3oo bis ,ioo Blöcken zu je 5o kg, d. h. entsprechend einem Gesamtgewicht von 15 ooo bis 2o ooo kg, nur etwa 2.i Stunden, während bei den vorbekannteti Verfahren 12 bis i4 Tage benötigt wurden.The invention has set itself the task of making small carbon blocks of solid and crack-free nature in simple and for mass production to manufacture suitable ovens for these cheap products, in particular chamber ovens. The invention also uses the idea that the compacts in larger numbers Embedding in fuel in special containers placed in the furnace chamber .. What is new is that the blocks are in layers embedded in anthracite fine coal into small containers that are easy to move by hand and open at the top and bottom thin sheet of preferably Cylindrical basic shape introduced which in turn in larger numbers while observing distances perpendicularly on the bottom of a stove equipped with direct side fettler surf in this way be set up. the fact that there is enough space above the container for lighting from above vef. remain. The containers used by the invention can for example have a height of 1.5 m, a diameter of 1 m and a wall thickness of 3111 m. Such containers can easily be transported by hand. The procedure after the Invention can be carried out in furnace of the simplest type, e.g. B. one can be idle Brick kilns simply by installing appropriate walls and side firing (either in the hopf or I_: ingstvändeii). The procedure after the invention has the particular advantage that the coking process in a very short time Time and can be done without the application of excessively high temperatures. Degassing takes from 300 to 100 blocks of 50 kg each, i.e. H. corresponding a total weight of 15,000 to 20,000 kg, only about two and a half hours, while at the previously known methods took 12 to 14 days.

Die hohe Festigkeit und Rißfreiheit der gemäß dein Verfahren nach der Erfindung hergestellten Blöcke erklären sich dadurch, daß infolge der möglichst schnellen Temperatursteigerung unter Vermeidung einer Destillation des Peches bzw. einer Schwelung eine schnelle Krackung und dadurch eine verstärkte Graphitanlagerung in den Blöcken stattfindet. Diese Graphitisierung der Blöcke wird noch dadurch verstärkt, daß infolge der schnellen Temperatursteigerung eine große Menge von Kohlenoxyd entsteht, welches anschließend unter Bildung von Kohlensäure und Kohlenstoff zerfällt, wobei der letztere sich auf dein bei der Krackung gebildeten Graphit ebenfalls in Form von Graphit anlagert.The high strength and freedom from cracks according to your method The blocks produced by the invention are explained by the fact that as a result of the possible rapid temperature increase while avoiding distillation of the pitch or a smoldering a rapid cracking and thus an increased graphite deposition takes place in the blocks. This graphitization of the blocks is reinforced by that as a result of the rapid increase in temperature, a large amount of carbon monoxide is produced, which then decomposes with the formation of carbonic acid and carbon, whereby the latter is also in shape on the graphite formed during cracking deposited by graphite.

Bei den vorbekannten Verfahren, die sämtlich mit allmählicher Vorwärmung der Preßlinge arbeiten, tritt dieser Vorgang nicht ein; vielmehr kann hierbei eine Graphitisierung, d. h. die Erzeugung fester und rißfreier Blöcke nur dann Herbeigeführt werden, wenn man die Preßlinge lange Zeit höheren Temperaturen aussetzt, und zwar entweder während des Verkokungsvorganges selbst oder in einem besonderen, sich an diesen anschließenden Graphitisierungsprozeß.In the previously known processes, all of which involve gradual preheating the compacts work, this process does not occur; rather, this can be a Graphitization, d. H. the production of solid and crack-free blocks only then brought about if the compacts are exposed to higher temperatures for a long time, namely either during the coking process itself or in a special one this subsequent graphitization process.

Die wirtschaftliche Durchführung der schnellen Verkokung bei dem Verfahren nach der Erfindung erfordert das Zusammenwirken der verschiedenen angegebenen Merkmale. So ermöglicht die erfindungsgemäß gewählte unmittelbare Belieiztmg eine sehr schnelle Temperatursteigerung, die weiterhin daduzch pterstützt wird, daß zwischen den Blech- ültern eine entsprechende Anzahl Kanäle r bleibt, die eine gewisse Aufteilung der @et1n2ase und Flammen und eine tute Um- spülung der Behälter selbst bewirken, so daß sich der von der Feuerung aus eingeleitete Entgasungsvorgang sehr schnell Tiber die einzelnen Behälter fortpflanzen kann.The economic implementation of the rapid coking in the method according to the invention requires the interaction of the various specified features. Thus, the immediate exposure selected according to the invention enables a very rapid increase in temperature, which continues to do so is supported that between the sheet metal filter a corresponding number of channels r remains that have some breakdown of the @ et1n2ase and flames and a good environment cause flushing of the container itself, so that the degassing process initiated by the furnace can propagate very quickly across the individual containers.

Im Rahmen der Erfindung hat die Verwendung dünnwandiger Blechbehälter die Bedeutung, daß die an sich mit jeder Sonderumhüllung verbundene Bremsung des Wärmedurchgangs im Hinblick auf die angestrebte Krackung auf ein Mindestmaß beschränkt wird. Im gleichen Sinne wirkt sich die Verwendung von Anthrazitkohle als Einbettungsstoff an Stelle des üblichen Koksgruses aus, weil Anthrazit eine wesentlich höhere Wärmeleitfähigkeit besitzt. An sich ist es bei anderen Verfahren und Vorrichtungen bekannt, Antlirazitkohle für die Einbettung von Elektroden in Behälter zu verwenden. Der Vorteil der Erfindung kann aber bei den bekannten Verfahren ebensowenig durch die Verwendung von Anthrazit erreicht werden wie durch die Unterbringung der Preßlinge in Tiegeln, Kassetten, Muffeln oder Retorten, weil hier eine Graphitisierung auf dem von der Erfindung ermöglichten Weg, d. h. durch schnelle Verkokung weder angestrebt noch erreichbar ist. Bei den bekannten Verfahren hat man im übrigen die Sonderumhüllungen starkwandig, und zwar meist aus Schamotte hergestellt. Soweit eiserne Sonderumhüllungen benutzt wurden, handelt es sich um solche, die in erster Linie dem Zweck dienen sollten, große Elektrodenpreßlinge vor Verformungen zu schützen.In the context of the invention, the use of thin-walled sheet metal containers the meaning that the braking of the Heat transfer limited to a minimum with regard to the desired cracking will. The use of anthracite carbon as an embedding material has the same effect instead of the usual coke breeze because anthracite has a much higher thermal conductivity owns. It is known per se in other methods and devices to use antiliracite carbon to be used for embedding electrodes in containers. The advantage of the invention but can just as little with the known processes through the use of anthracite can be achieved by placing the compacts in crucibles, cassettes, Muffles or retorts, because here a graphitization on that of the invention enabled path, d. H. neither aspired nor achievable through rapid coking is. In the case of the known methods, the special casings are otherwise thick-walled, mostly made of chamotte. As far as special iron covers are used were, they are those that should primarily serve the purpose, to protect large pressed electrodes from deformation.

In Verbindung mit der erfindungsgemäß vorgesehenen unmittelbaren Befeuerung hat der während des Verkokungsvorganges aus dem Anthrazit austretende Kohlenwasserstoff noch die Bedeutung, daß hierdurch eine Karburierung der Ofengase und damit eine Verbesserung der Wärmeübertragung hervorgerufen wird.In connection with the direct lighting provided according to the invention is the result of the hydrocarbon that escapes from the anthracite during the coking process nor the importance that this causes a carburization of the furnace gases and thus a Improvement of the heat transfer is caused.

Für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens nach der Erfindung ist auch der Umstand von Bedeutung, daß gerade durch das Zusammenwirken der verschiedenen Merkmale eine derartige Verkürzung des Verkokungsvorganges unter gleichzeitiger Vermeidung übermäßig hoher Temperaturen erreicht wird, daß wiederum die Beanspruchungen der dünnwandigen Behälter in zulässigen Grenzen gehalten werden.For the economy of the method according to the invention is also the fact that it is precisely through the interaction of the various Features such a shortening of the coking process while at the same time Avoidance of excessively high temperatures is achieved that in turn reduce the stresses the thin-walled containers are kept within permissible limits.

Das Verfahren nach der Erfindung wäre unter Zugrundelegung großer Behälter deswegen nicht durchführbar, weil einerseits wegen der Beeinträchtigung der Aufteilung der Strömung der Brenngase und andererseits wegen. der dann doch eintretenden stärkeren Hemmung des Wärmedurchgangs die gesamte Zeit der Entgasung wesentlich verlängert werden müßte, um eine Entgasung der im mittleren Teil der-Behälter befindlichen Preßlinge zu erreichen. Dann würde aber wiederum die schnelle Krackung und die dadurch bedingte Graphitisierung reicht eintreten.The method of the invention would be larger on the basis of this Container because of it not feasible because on the one hand because of the Impairment of the distribution of the flow of the fuel gases and on the other hand because of. the then occurring stronger inhibition of the heat transfer the entire time the degassing would have to be extended significantly to a degassing of the middle To reach part of the container located compacts. But then again the rapid cracking and the graphitization caused by it are sufficient.

Der oberhalb der Behälter befindliche freie Raum dient dem Zweck, durch einen wirksamen Angriff der Feuerung von oben her die Entgasung .einzuleiten, wobei dann die obere Btennstöffabdeckiing der in den Behältern befindlichen Blöcke sich zunächst entziindet und eine ,glühende, de Blöcke vor Verbrennung schützende Aschenschicht bildet, gleichzeitig aber auch eine Entzündung der aus den Blöcken ausgetriebenen flüchtigen Bestandteile bewirkt, welche somit für die B:eheizung ausgenutzt werden. Das Austreten der frei werdenden Gäse aus den Behältern wird dadurch erleichtert, daß sie auch an der Unterseite offen sind. Im allgemeinen werden zum Austreten der Gase an der Unterseite der Behälter die natürlichen Unebenheiten der - Kammersohle genügen, gegebenenfalls kann man aber zur Förderung des Gasdruchtritts hier noch besondere öffnungen am untern Umfang der Behälter vorsehen.The free space above the container serves the purpose of initiate degassing through an effective attack by the furnace from above, in which case the upper material cover of the blocks located in the containers at first ignites and one, glowing, protecting the blocks from burning Ash layer forms, but at the same time also an inflammation of the blocks expelled volatile constituents, which are therefore useful for heating be exploited. The escape of the released gases from the containers is facilitated by the fact that they are also open at the bottom. Generally will the natural bumps on the underside of the container to allow the gases to escape the - chamber bottom suffice, but if necessary you can to promote the gas penetration Provide special openings on the lower circumference of the container.

Die von - der Erfindung benutzten kleinen Behälter sind leicht durch Fortrollen zu befördern und können bei Durchführung des Verfahrens - in entsprechend abgeänderten Ziegeleiöfen - durch die hier vorhandenen seitlichen Einkarrtüreneingebracht werden. Das Entleeren der Behälter nach beendigtem Verkokungsvorgang geschieht dadurch, daß die Behälter schräg angehoben werden, so daß der Inhalt nach unten herausrutscht.The small containers used by the invention are light through Carry on and can when carrying out the procedure - in accordingly modified brick kilns - brought in through the side single-cart doors will. The containers are emptied after the coking process has ended by that the containers are raised at an angle so that the contents slide out downwards.

Es ist an sich bereits vorgeschlagen, de Verkokung von Elektroden schnell (in einigen Stunden)-durchzuführen. Bei diesem bekannten Vorschlag handelt es sich aber lediglich um einen kleinen Versuchsof-en, der für die massenweise Herstellung von Kohlungsblöcken nicht geeignet ist, zumal er vor Einbringung der Preßlinge auf hohe Temperaturen vorgewärmt werden soll. Im Gegensatz zu dem Verfahren nach der Erfindung wird bei diesem vorbekannten Verfahren mit besonders hohen Temperaturen gearbeitet, derart, daß die Erbgase des Ofens noch zum Glühen der Rohstoffe (Schüttgut) für die Herstellung der Preßlinge herangezogen werden können. Die Merkmale der Erfindung sind bei diesem bekannten Verfahren nicht vorhanden. Es ist weiterhin bekannt, mit Kohle (Schüttgut) gefüllte, unten und oberoffene Stahlrohre in die Kammern eines gewöhnlichen Koksofens einzubringen, um diesen Ofen für das Schwelen von Steinkohle auszunutzen. Abgesehen davon, daß die übrigen Merkmale der Erfindung bei diesem Verfahren nicht benutzt werden, ist auch die Aufgabe eine andere, indem die Stahlrohre deswegen eingeschaltet werden, um im Gegensatz zu den Verhältnissen bei der Hochroempexaturverkokung eine Berührung der zu schwelenden Kohle mit den Heizwänden zu verhindern; vielmehr wird auf diese Weise bewuß.t zur Hemmung des Wärmedurchganges ein Luftzwischenraum zwischen Heizwänden und der zu schwelenden Kohle hergestellt.It has already been proposed per se, de carbonization of electrodes to be carried out quickly (in a few hours). This well-known proposal acts But it is only a small experimental furnace that is used for mass production of carbon blocks is not suitable, especially since it is applied before the compacts are introduced high temperatures should be preheated. In contrast to the method according to the Invention is in this previously known method with particularly high temperatures worked in such a way that the hereditary gases from the furnace are still used to glow the raw materials (bulk material) can be used for the production of the compacts. The features of the invention are not present in this known method. It is still known with Coal (bulk material) filled, bottom and top open steel pipes in the chambers of a to bring in an ordinary coke oven to this oven for the smoldering of hard coal to take advantage of. Apart from the fact that the other features of the invention in this Procedure not used, the task is also another by removing the steel pipes are therefore switched on, in contrast to the conditions in Hochroempexaturverkokung to prevent the coal to be smoldering from touching the heating walls; much more In this way, an air gap is created to inhibit the passage of heat between the heating walls and the coal to be smoldered.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel" der Erfindung dargestellt.In the drawing, an embodiment "of the invention is shown.

Abb. i zeigt -einen. Querschnitt durch einen für die Zwecke der Erfindung benutzten, an sich bekannten Ziegeleiringofen.Fig. I shows -a. Cross section through one for the purposes of the invention used brick kiln known per se.

Abb. 2 ist ein Längsschnitt. Abb.3 ist ein Grundriß.Fig. 2 is a longitudinal section. Fig.3 is a floor plan.

Abb.4 zeigt im Aufriß einen Behälter mit eingelegten Preßlingen.Fig. 4 shows an elevation of a container with inserted pellets.

Abb. 5 ist ein Grundriß zu Abb. 4.Fig. 5 is a plan for Fig. 4.

Der Ringofen ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch Wände i in vier Kammern unterteilt, die -durch Feuerungen 2 von der Kopfseite her beheizt werden. In diesen Kammern werden dann die in Abb.4 und 5 dargestellten, vergleichsweise kleinen zylindrischen Behälter 3 in Abständen, d.h. unter Belassumg von Luftzwischenräumen, aufgestellt.The ring furnace is in the illustrated embodiment by walls i divided into four chambers -heated by furnaces 2 from the top will. In these chambers, the ones shown in Figures 4 and 5 are compared small cylindrical container 3 at intervals, i.e. leaving air gaps, set up.

Die Behälter 3 sollen aus Eisenblech von geringer Wandstärke bestehen und- sind an der Ober- und Unterseite offen. Die Preß-Iinge werden in die Behälter in zwei oder mehreren Reiben übereinander unter Einbettung in Anthrazitfeinkohleeingelagert.The container 3 should be made of sheet iron with a small wall thickness and - are open at the top and bottom. The pressed pieces are in the container stored in two or more graters on top of each other, embedded in anthracite fine charcoal.

Die Feuerungsgase umspülen die Behälter 3 allseitig und streichen im übrigen über de Oberfläche durch den freien Raum 5 der Kammer in der Längsrichtung derselben durch die öffnung 6 in dem Kanal 7; der über den Sammelkanal 8 mit dem Kamin 9 in Verbindung steht. An diesen Sammelkana18 sind de anderen Kammern des Ofens durch entsprechende Verbindungen angeschlossen. Selbstverständlich können die Abgase, falls eine oder mehrere anderer Kammern des Ofens in Betrieb sind, auch zunächst durch diese weiteren Kammern hindurchgeleitet werden, ehe sie dem Schornstein zugeführt . werden.The combustion gases wash around the container 3 on all sides and paint otherwise over the surface through the free space 5 of the chamber in the longitudinal direction the same through the opening 6 in the channel 7; via the collecting channel 8 with the Fireplace 9 communicates. The other chambers of the Oven connected by appropriate connections. Of course you can the exhaust gases, too, if one or more other chambers of the furnace are in operation are first passed through these further chambers before they reach the chimney fed. will.

Das Verfahren nach der Erfindung hat den Vorteil, Zlaß die Feuerungen 2 nur' zu Beginn der Entgasung stark betrieben werden brauchen. Sobald die gewünschte Temperatur erreicht ist, -können die Feuerungen stark gedrosselt werden, da dann die aus den Preßlingen und der Anthrazitkohle austretenden und verbrennenden Bestandteile die für die weitere Durchführung der Entgasung erforderliche Wärme liefern.The method according to the invention has the advantage of allowing the furnaces 2 only need to be operated strongly at the beginning of the degassing. Once the desired Temperature is reached, the firing can be greatly throttled will, because then those emerging from the compacts and the anthracite charcoal and burning Components of the heat required for the further implementation of the degassing deliver.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of small carbon blocks for iron and steel baths by pressing coal or coke or mixtures of these Substances with binders - if necessary with the addition of humectants - and coking the compacts with embedding in fuel in particular, in a Oven chamber inserted containers, characterized in that a number of blocks in layers with embedding in anthracite charcoal in small hand and lightly in front to be conveyed, top and bottom open containers made of thin sheet metal of preferably cylindrical basic shape is introduced, which in, larger number while observing set up from distances perpendicular to the bottom of a directly heated furnace in this way that there is enough free space above the container for lighting from above remains.